【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)，縮短工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。根據(jù)主機(jī)的用途、性能要求完成工作裝置連桿機(jī)構(gòu)方案分析、比較及選擇；的虛擬裝置、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、干涉檢驗(yàn)等，最后完成自動(dòng)生成圖紙。工作裝置總圖一張、零件設(shè)計(jì)圖若干；輔助設(shè)計(jì)軟件刻盤。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份并打印裝訂成冊(cè)；裝載機(jī)是一種應(yīng)用廣泛的工程機(jī)械。其工作裝置的結(jié)構(gòu)和性能直接影響工程。尺寸和發(fā)動(dòng)機(jī)功率等。為了保證經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，提高廣大人民群眾的物質(zhì)。文化需求，我國(guó)必將進(jìn)行大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，如：鐵路、公路等。景、在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r以及仿真技術(shù)的實(shí)際意義。模型，并對(duì)其進(jìn)行裝配，在Pro/E環(huán)境下進(jìn)行了裝配干涉檢驗(yàn)。

　　

【正文】 lN? ? ? ?????????? （ 3— 7） bG 動(dòng)臂的重力， N； 2K 考慮連桿機(jī)構(gòu)摩擦損失的系數(shù)， 2K = 39。FP 未考慮連桿機(jī)構(gòu)摩擦損失的轉(zhuǎn)斗油缸被動(dòng)力， N； 代 入 數(shù) 據(jù) ： ZF =145 NK 10l =2890mm DG =6000 gK 11l = 2340mm bG =1000 gK 12l =1200mm 39。F =271 NK 9l =600mm 2K = 得， HF =207 NK 1） .鏟斗的寬度 B=3m； 2） .鏟斗回轉(zhuǎn)半徑 Ro： Ro =1092mm 3).鏟斗斷面形狀參數(shù)：斗的圓弧半徑 0r 、張開(kāi)角 0? 、擋板高度 kl 和后斗壁長(zhǎng) zl 等四個(gè)參數(shù)。 01 .5 1 0 9 2 1 6 3 81 .2 1 0 9 2 1 3 1 00 .1 4 1 0 9 2 1 5 30 .4 1 0 9 2 4 3 7gzklllr? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁(yè) 鏟斗上的動(dòng)臂鉸銷距斗底之間的高度取為 0( ~ )bhR? 取 bh =?1092= 4）幾何容量gV ：可以得gV= 3m 1).動(dòng)臂鉸點(diǎn)高度： AH = 0R =1965 mm 動(dòng)臂回轉(zhuǎn)角通常取 ? 0=80 ~ 090 取 ? 0=90 2） .動(dòng)臂長(zhǎng)度： Dl =2770mm 3） .動(dòng)臂的形狀與結(jié)構(gòu)：曲線單板形。 3. 連桿機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的確定 連桿機(jī)構(gòu)是由鏟斗、動(dòng)臂、連桿、轉(zhuǎn)斗油缸等組成。 ( 3 ~ 4) Dal? ( ~ )eDll? ( ~ ) Dml? ( ~ ) Del? ( ~ ) Dcl? m動(dòng)臂鉸點(diǎn)與搖臂支撐點(diǎn)之間的距離， mm； c搖臂長(zhǎng)端鉸點(diǎn)間的距離， mm； el 搖臂支撐點(diǎn)與動(dòng)臂鉸點(diǎn)間的距離， mm。 可以得出： a=360mm c=748mm e=610mm m=305mm el =1330mm 連桿 長(zhǎng)度初取 b=900mm 根據(jù)上面的數(shù)據(jù)可以得出； 轉(zhuǎn)斗油缸的行程為； 220 mm； 動(dòng)臂油缸的行程為： 900mm。 1） .轉(zhuǎn)斗油缸的主動(dòng)力： F =271 NK ； 2） .動(dòng)臂油缸主動(dòng)力： HF =207 NK 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁(yè) 第三章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁(yè) 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力 p 、流量 Q 。 p 的確定 液壓系統(tǒng)的壓力可以按主機(jī)類型選擇，如下表： 表 3— 1 按主機(jī)類型選 擇液壓系統(tǒng)工作壓力 設(shè)備類型 機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械、小型工程機(jī)械 工程機(jī)械、重型機(jī)械 船用系統(tǒng) 磨床 插床 車床 拉床 工作壓力 /（ MPa） ? ? 2～ 4 ? 10 10～ 16 16～ 32 14～ 25 根據(jù)表 4— 1 我們可以選取液壓系統(tǒng)的工作壓力，所以選取較高的系統(tǒng)工作壓力： p =20MPa Q 公式： Q=V*A???????????????????????（ 3— 1） 式中 Q— 液壓系統(tǒng)流量； A— 液壓缸的有效作用面積； V— 工作介質(zhì)流動(dòng)速度。 V=S/t 轉(zhuǎn)斗油缸的行程 S 為 220mm，定鏟斗前傾時(shí)間為 1s。 鏟斗油缸的速度 V=同理可的動(dòng)臂油缸：行程 900mm，提升時(shí)間： 5s，下降時(shí)間： 3s。 轉(zhuǎn)斗油缸的速度為 ~系統(tǒng)最 大流量 Q =250ml/min 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁(yè) ZL50 型 l 輪式裝載機(jī)，該裝載機(jī)可實(shí)現(xiàn)工作裝置（鏟斗 )的鏟裝，提升，保持，傾卸和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向等動(dòng)作。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)如圖： 工作裝置系統(tǒng)包括動(dòng)臂升降液壓缸工作回路和轉(zhuǎn)斗液壓缸工作回路，兩者構(gòu)成串并聯(lián)回路。當(dāng)轉(zhuǎn)斗液壓缸換向閥 3— 離開(kāi)中位，即切斷了通往動(dòng)臂升降液壓缸換向 閥 11— 的油路。欲使動(dòng)臂升降液壓缸動(dòng)作必須使轉(zhuǎn)斗液壓缸換向閥 3回到中位。因此，動(dòng)臂與鏟斗不能進(jìn)行復(fù) 合動(dòng)作，所以各液壓缸的推力較大，這是轉(zhuǎn)載機(jī)廣泛 采用的液壓系統(tǒng)形式。 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 工作裝置液壓系統(tǒng)原理圖 換向閥 根據(jù)裝載機(jī)作業(yè)要求，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)該完成下述工作循環(huán)：鏟斗翻轉(zhuǎn)升起（鏟裝） → 動(dòng) 臂提升鎖緊（轉(zhuǎn)運(yùn) )→ 鏟斗前傾 (卸載 )→ 動(dòng)臂下降 . 1. 鏟斗收起與前傾 鏟斗的收起與前傾由轉(zhuǎn)斗液壓缸工作回路實(shí)現(xiàn) .當(dāng)操縱手動(dòng)換向閥 3使其右位工作時(shí) ,鏟斗液壓缸活塞桿伸出，并通過(guò)搖臂斗桿帶動(dòng) 鏟斗翻轉(zhuǎn)收起進(jìn)行鏟裝 .其油路為 : 進(jìn)油路 :液壓泵 2(液壓泵 1） → 手動(dòng)換向閥 3右位 → 鏟斗液壓缸無(wú)桿腔。 回油路：鏟斗液壓缸 有桿腔 → 手動(dòng)換向閥 3右位 → 精過(guò)濾器 6→ 油箱。 當(dāng)操縱手動(dòng)換向閥 3使其左位工作時(shí)，鏟斗液壓缸活塞桿縮回，并通過(guò)搖臂斗桿帶動(dòng)鏟斗前傾進(jìn)行 卸載。其油路為： 進(jìn)油路：液壓泵 2（液壓泵 1） → 手動(dòng)換向閥 3左位 → 鏟斗液壓缸有桿腔。 回油路：鏟斗液壓缸無(wú)桿腔 → 手動(dòng)換向 發(fā) 3左位 → 精過(guò)濾器 6→ 油箱。 當(dāng)鏟斗在收起與前傾的過(guò)程中，若轉(zhuǎn)向液壓泵 17輸出流量正常，則流量轉(zhuǎn)換閥 18 中的流量分配閥工作在左位，使 輔助液壓泵 1與主液壓泵 2形成并聯(lián)供油（動(dòng)臂升降回路也是如此）。 當(dāng)操縱手動(dòng)換向閥 3使其處于中位時(shí)，鏟斗液壓缸進(jìn)，出油口被封閉，依靠換 向閥的鎖緊作用，鏟斗在某一位置處于停留狀態(tài)。 在鏟斗液壓缸的無(wú)桿腔油路中還沒(méi)有雙作用安全閥 10。在動(dòng)臂升降的過(guò)程中，鏟斗的連桿機(jī)構(gòu)由 于動(dòng)作不相協(xié)調(diào)而受到某中程度的干涉，即在提升動(dòng)臂時(shí)鏟斗 液壓缸的活塞桿有被拉出的趨勢(shì)，而在動(dòng)臂下降時(shí)活塞桿又被強(qiáng)制壓回。而這時(shí)手動(dòng)換向閥 3處于中 位，轉(zhuǎn)斗液壓缸的油路不通，因此，這種情況回造西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè) 成鏟斗液壓缸回路出現(xiàn)過(guò)載或產(chǎn)生真空。為了防止這種情況的發(fā)生，系統(tǒng)中設(shè)置了雙作用安全閥 10，它可以起到 緩沖和補(bǔ)油的作用。當(dāng)鏟斗液壓缸有桿腔受到干涉而使壓力超過(guò)雙作用安全閥 10的調(diào)定壓力時(shí)，該閥回被打開(kāi)，使多余的液壓油流回油箱，液壓缸得到緩沖。當(dāng)真 空時(shí)，可由單向閥從油箱補(bǔ)油。鏟斗液壓缸的無(wú)桿腔也應(yīng)該設(shè)置雙作用安全閥，使液壓缸兩腔的緩沖和補(bǔ)油過(guò)程彼此協(xié)調(diào)的更為合理。 降 動(dòng)臂的升降由動(dòng)臂升降液壓缸工作回路實(shí)現(xiàn)。當(dāng)操縱手動(dòng)換向閥 11使其工作在右位時(shí)，動(dòng)臂升降液壓缸的活塞桿伸出，推動(dòng)動(dòng)臂上升，完成動(dòng)臂提升動(dòng)作。其油路 為： 進(jìn)油路：液壓泵 2（液壓泵 1） → 手動(dòng)換向閥 3 中位 → 手動(dòng)換向閥 11右位 →動(dòng)臂升降液壓缸無(wú)桿腔。 回油路：動(dòng)臂升降有桿腔 → 手動(dòng)換向閥 11→ 精過(guò)濾器 6→ 油箱。當(dāng)動(dòng)臂提升到轉(zhuǎn)運(yùn)位置時(shí)，操縱手動(dòng)換向閥 11 使其工作在中位，此時(shí)動(dòng)臂升降液壓缸的進(jìn)出油路被封閉，依靠換向閥的緊 鎖作用使動(dòng)臂固定以便運(yùn)轉(zhuǎn)。 當(dāng)鏟斗前傾卸載后，操縱手動(dòng)換向閥 11使其工作在左位時(shí)，動(dòng)臂升降液壓缸的活塞桿縮回，帶動(dòng)動(dòng)臂下降。其油路 為： 進(jìn)油路：液壓泵 2（液壓泵 1） → 手動(dòng)換向閥 3 中位 → 手動(dòng)換向閥 11左位 →動(dòng)臂升降液壓缸有桿腔。 回油路：動(dòng)臂升降無(wú)桿腔 → 手動(dòng)換向閥 11中 → 精過(guò)濾器 6→ 油箱。 當(dāng)操縱手動(dòng)換向閥 11使其工作在左位時(shí)，動(dòng)臂升降液壓缸處于浮動(dòng)狀態(tài)，以便于在堅(jiān)硬的地面上鏟取物 料或進(jìn)行鏟推作業(yè)。此時(shí)動(dòng)臂能隨地面狀態(tài)自由浮動(dòng)，提高作業(yè)技能。另外，還能實(shí)現(xiàn)空斗迅速下降，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的情況下亦能降下鏟斗。 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁(yè) 裝載機(jī)動(dòng)臂要求具有較快的升降速度和良好的低速微調(diào)性能。動(dòng)臂升降液壓缸由主液壓泵 2和輔助液 壓泵 1 并聯(lián)供油，流量總和可達(dá) 320L/min。動(dòng)臂升降時(shí)的 速度可以通過(guò)控制手動(dòng)換向閥 11的閥口開(kāi)口大小來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并通過(guò)加速踏板的配合，已達(dá)到低速微調(diào)的目的。 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 分析工況時(shí)，初步得到的數(shù)據(jù)如下： 表 32 液壓缸基本參數(shù) 阻力值（ kN） 最小長(zhǎng)度（ m） 最大長(zhǎng)度（ m） 行程（ m） 動(dòng)臂油缸 102 鏟斗油缸 83 查表選取 21222A DA D d? ? ? ??，背壓力 2p ＝ 2 MPa。 公式： 2 2 21 1 2()44 cD p F D d p F??? ? ? ????????????????（ 3— 2） 式中 D— 液壓缸內(nèi)徑 2p — 背壓力 1p — 系統(tǒng)壓力， MPa 求得 ： 221141 1 ( )cmFDp dppD??? ?????????????? 代入數(shù)據(jù)： F =207 NK ， 1p =20 MPa ， cm? =， 2p =2 MPa， dD = 得， D ＝ 125 mm d =88mm 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁(yè) 查表選取 21222A DA D d? ? ? ??，背壓力 2p ＝ 2 MPa。 由公式（ 3— 2）求得， 221141 1 ( )cmFDp dppD??? ?????????????? 代入數(shù)據(jù)： F =271 NK ， 1p =20 MPa ， cm? =， 2p =2 MPa， dD= 得， D ＝ 145（ mm） d =100（ mm） 液壓缸壁厚和外徑計(jì)算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算。液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄弱處的厚度。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異。一般計(jì)算時(shí)可分為簿壁圓筒和厚壁圓筒。液壓缸的內(nèi)徑 D 與其壁厚 ? 的比值 /D?? 10的圓筒稱為簿壁圓筒。其公式為： 2[ ]ypD? ?? ????????????????（ 5— 2） 式中 ? —— 液壓缸壁厚（ mm）； D —— 液壓缸內(nèi)徑（ mm）； yp —— 實(shí)驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（ ～ ）倍（ MPa）； []? —— 缸筒材料的許用應(yīng)力。無(wú)縫鋼管： []? ＝ 100~110 MPa。 當(dāng) 10D?? 時(shí)，應(yīng)按材料力學(xué)中的厚壁圓筒公式進(jìn)行壁厚的計(jì)算。 ? ?? ? 12 yypDp????????????? 式中符號(hào)意義同前。 液壓缸外徑 1D 為 1 2DD??? 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 28 頁(yè) 在本設(shè)計(jì)中取yp＝ 1p ， []? ＝ 100MPa 。 ? 2[ ]ypD?? ＝ 20 1252 100??? ＝ 16（ mm），取 1? ＝ 20（ mm）。 由于1125 6 .2 5 1 020D? ? ? ?，所以 ? ?? ? 12 yypDp?????????????＝ 1 2 5 1 0 0 0 . 4 1 . 2 5 2 0 12 1 0 0 1 . 3 1 . 2 5 2 0??? ? ? ???? ? ???＝ 17（ mm）。 所以取 1? ＝ 20（ mm）是合適的。 所以液壓缸外徑 1D 為： 1 2DD??? ＝ 12 5 2 20 16 5? ? ? （ mm），取 1D ＝ 180（ mm）。 在本設(shè)計(jì)中取 yp ＝ 1p ， []? ＝ 100MPa 。 ? 2[ ]ypD?? ＝ 20 1452 100??? ＝ 18（ mm），取 1? ＝ 20（ mm）。 由于1145 7 .2 5 1 020D? ? ? ?，所以 ? ?? ? 12 yypDp?????????????＝ 1 4 5 1 0 0 0 . 4 1 . 2 5 2 0 12 1 0 0 1 . 3 1 . 2 5 2 0??? ? ? ???? ? ???＝ 20（ mm） 所以取 1? ＝ 20（ mm）是合適的。 因此液壓缸外徑